水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例,考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下,总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器,探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果,并运用高通量测序技术,分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明,温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累;水体扰动会加速底泥中氮素释放,且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比;溶解氧对底泥氮素释放有显著影响,曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后,反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势;在反应器运行的第65天,底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%,底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构,发现底泥中Proteobacteria,Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加,PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。

核壳结构KNbO3@Co(OH)2的制备及其活化过一硫酸盐降解帕珠沙星的研究

制备了以KNbO3为载体材料的Co(OH)2复合材料并对其进行了详细的表征,分析了材料的组成成分、组成形态进而确定了其为核壳结构形貌的KNbO3@Co(OH)2.利用合成的样品作为催化剂活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)来降解帕珠沙星(pazufloxacin,PZF),结果表明制备的催化剂对PZF的去除效率显著增加.讨论了不同初始PMS剂量对降解效率的影响,发现随着PMS增加可活化生成更多的硫酸根自由基(sulfate radicals,SO4·-)和羟基自由基(hydroxyl radicals,HO·)来降解PZF,但继续增大PMS用量降解效率未见明显提升.酸性和中性pH值条件下利于反应活化PMS降解PZF,而碱性体系减缓反应,甚至强碱体系更易形成Co(OH)2沉淀不利于反应体系中活性组分CoOH+的形成,大大抑制了催化性能.此外,在体系中加入淬灭剂叔丁醇(tert-Butanol,TBA)或者乙醇(ethanol,ETOH)进行自由基的淬灭实验,结果表明SO4·-自由基为体系降解PZF过程中主要贡献的自由基,而HO·自由基的贡献较少.催化剂具有较好的稳定性5次循环之后仍能在10 min之内完全去除PZF.本研究提出了新的思路为制备其他载体的Co(OH)2核壳结构提供参考依据,同时将该催化剂结合高级氧化技术应用到水体新兴有机污染物净化领域具有很好的应用前景.